近日，我校機(jī)械工程學(xué)院22級(jí)碩士研究生周雯在仿生集霧發(fā)電領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。其研究成果以“Bioinspired Dual-Function Device Integrating Fog Harvesting      and Hydro-To-Electricity Conversion for Sustainable Supply of Freshwater and Electricity”為題，發(fā)表于材料科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Functional Materials》（自然指數(shù)期刊，中科院一區(qū)，影響因子18.5）上。機(jī)械工程學(xué)院馮曉明副教授為第一通訊作者，23級(jí)碩士研究生朱曉輝為共同第一作者，我校為第一通訊作者單位。研究將仿生學(xué)原理與納米發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，成功開(kāi)發(fā)出一種新型生物啟發(fā)雙功能裝置（BDFD），有效克服了傳統(tǒng)霧水能開(kāi)發(fā)中存在的效率瓶頸問(wèn)題。

研究團(tuán)隊(duì)從自然界中汲取靈感，巧妙結(jié)合仙人掌優(yōu)異的霧水捕獲能力和瓶子草超快速水運(yùn)輸特性，首次采用激光加工技術(shù)（脊槽結(jié)構(gòu)）與化學(xué)改性（潤(rùn)濕梯度）相結(jié)合的方法，并引入高導(dǎo)熱系數(shù)石墨烯材料，成功研制出協(xié)同優(yōu)化的仿生霧水收集器（BFWC）。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將BFWC與固液摩擦納米發(fā)電機(jī)集成，開(kāi)發(fā)出具有雙重功能的仿生裝置（BDFD）。顯著成果如下：BFWC的霧收集效率達(dá)到48940 mg cm^-2 h^-1，較非仿生樣品提升305%；同時(shí)，裝置實(shí)現(xiàn)了28.9 nC的轉(zhuǎn)移電荷量，成功將霧能轉(zhuǎn)化為電能。研究團(tuán)隊(duì)還深入揭示了BFWC結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)霧水冷凝和輸送的影響機(jī)制，系統(tǒng)研究了冷凝液滴的高度、角度和頻率對(duì)發(fā)電性能的影響規(guī)律。該研究成果為解決全球淡水和電力資源短缺問(wèn)題提供了新的解決方案，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

值得一提的是，周雯同學(xué)在科研道路上持續(xù)突破，除了在《Advanced Functional Materials》上的重要發(fā)表，2024年以第1作者身份連續(xù)在國(guó)際著名期刊Langmuir（中科院2區(qū)；DOI:10.1021/acs.langmuir.4c00333；DOI:10.1021/acs.langmuir.4c02917）上發(fā)表了兩篇高水平研究論文。此外，她還申請(qǐng)了3項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，并主持江蘇省研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃1項(xiàng)，充分展現(xiàn)了其扎實(shí)的科研能力和創(chuàng)新精神。在學(xué)術(shù)交流方面，周雯同學(xué)于2023年12月代表學(xué)校參加第二屆先進(jìn)傳感與智能制造國(guó)際會(huì)議（ASIM），并作會(huì)議報(bào)告。憑借出色的學(xué)術(shù)表現(xiàn)，周雯同學(xué)先后獲得國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、2023年度和2024年度研究生一等獎(jiǎng)學(xué)金、校優(yōu)秀研究生標(biāo)兵、校優(yōu)秀學(xué)生干部、校優(yōu)秀青年志愿者等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。同時(shí)，作為學(xué)院研究生會(huì)執(zhí)行主席，她積極投身學(xué)院建設(shè)，展現(xiàn)了卓越的綜合素質(zhì)。

本研究成果得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上、江蘇省“青藍(lán)工程”、鎮(zhèn)江市基礎(chǔ)研究專(zhuān)項(xiàng)和江蘇科技大學(xué)“深藍(lán)人才工程”等項(xiàng)目資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202426068